物流工程与林业工程学科研究生交叉培养方向探讨

孙术发，肖生苓，李 洋，沈 微

(东北林业大学 工程技术学院，哈尔滨 150040)

跨学科交叉培养已有较早的历史，“跨学科”一词最早出现在20世纪20年代的美国纽约，我国于1985年召开“交叉科学大会”，自此，“交叉科学(或学科)”一词在科学界开始广为传播。国内外高校已经开始践行对学生的交叉培养，如北京大学推行“加强基础、淡化专业、因材施教、分流培养”的教改措施，从低年级到高年级逐渐由学分制过渡到自由选课学分制及弹性学分制，逐步走向跨学科培养的道路。耶鲁大学于1997年建立的“艾滋病跨学科研究中心”将艾滋病作为医学问题和社会问题来解决。普林斯顿大学建立了“机器人与智能系统跨学科学习项目”，运用工程、计算和生命科学工程知识解决机器人问题。在人类取得的关键进步方面，如人类基因组测序、航天探索等工程无不需要多学科的相互支持才能完成，所以对学生进行跨学科交叉培养具有重要的现实意义。

1 物流工程与林业工程学科研究生交叉培养的必要性

物流工程是一门新兴的综合性边缘科学，它以物流系统为研究对象，研究物流系统的规划设计与资源优化配置、物流运作过程的计划与控制以及经营管理的工程领域。它与交通运输工程、管理科学与工程、工业工程、计算机技术、机械工程、环境工程、建筑与土木工程等领域密切相关。

林业工程是研究森林资源培育、开发利用及林产品加工理论与技术的工程技术领域。涉及森林工程、木材科学与技术、林产化学加工工程学科的基础理论、工程技术和方法，并与建筑与土木工程、机械工程、控制工程、车辆工程、化学工程、材料工程、生物医药工程等领域的理论与技术相关。

近年来林产品贸易量逐年增加，根据国家林业局数据显示，2011年，中国林产品贸易额达到1200多亿美元，中国林业总产值高达到3.06万亿元人民币，比2010年增长34%，为2001年的7.5倍，10年间平均增速达22.4%[1]

虽然我国目前已成为一个林业产业大国，但距离成为一个林业产业强国还有不小差距，还存在许多问题，如林产品贸易存在需求和产地不均衡、林产品节点过多、信息化程度低、标准程度不高等问题。如果利用物流的理论对林产品资源进行优化配置，对林产品物流过程进行有效控制就可以对上述问题加以解决，所以本文提出了物流工程与林业工程交叉研究的思想，并把林产品作为主要的研究对象。研究生是未来科学研究的主力军，对两个专业的研究生进行跨学科交叉培养将有助于他们更好地服务社会。本文重点讨论物流工程与林业工程跨学科交叉培养的研究方向。

2 物流工程与林业工程学科研究生交叉培养方向

林产品是林业经济的主要贸易对象，也是物流工程研究的对象之一，所以林产品是两个学科的交叉研究对象。按照《LY/T1714-2007 中国森林认证 森林经营》中的定义，将林产品分为木质林产品(TFP，Timber forest product)和非木质林产品(NTFP，Non-timber forest product)。TFP又包括原木、锯材、人造板、纸浆和纸，NTFP包括菌类、动物及动物制品类、植物及植物产品类和生态景观和生态服务类四大类，植物及植物产品类又划分为干果、水果、山野菜、茶和咖啡、林化产品、木本油料、苗木花卉、竹及竹制品、药用植物(含香料)、珍稀濒危植物、非木质的纤维材料和竹藤、软木及其他纤维材料等 12 个二级类[2]。木质林产品物流、林产品保鲜与冷链物流技术、林产品贸易与政策、林业物联网技术可作为研究生主要的研究方向。

2.1 木质林产品物流

我国是木质林产品进出口大国，2013年，木质类林产品进出口贸易额达1 250亿美元，分别比上年增长13%和5.2%。木质林产品进口中原木、锯材、纸和纸板和纸制品占主要份额，出口贸易中木家具、木制品、胶合板、纸制品和纤维板占主要份额[3]。

木质林产品物流的研究方向应集中在林产品物流供应链体系构建、物流中心选址物流成本管理、林产品物流装备、林产品物流信息采集与追溯技术上。

(1)木质林产品物流供应链体系构建

构建木质林产品物流供应链体系有重要意义，首先，可以降低林产品生产与流通成本，提高市场反应速度，增加消费者满意水平，提高林业的整体效益；其次，使林产品在物流过程中增值；第三，使林产品实现其价值和使用价值[4]；第四，有利用木材等林产品废弃物回收物流，促进林业可持续发展[5]。目前，在此方向的文献报道不多，王永富等人对构建林产品物流供应链体系对策和木材物流服务体系方面进行了探讨[6]，林敏等人利用层次分析法和模糊判断法对供应链绩效评价体系进行了研究[7-8]，但研究还只停留在宏观的理论上，而且在林产品生产物流、采购管理和业务流程管理和物流网络[9]等方面的研究甚少，这些都可作为两个学科研究生的研究方向。

(2)木质林产品物流中心选址

木质林产品物流中心选址是木材物流系统优化的一个具有战略意义的问题。由于林产品具有分布不平衡、区域性、供应与需求地分离的特点，所以对物流中心选址并优化可以有效节省物流费用，促进林产品在生产与消费过程中林产品流量的优化分配。福建农林大学的邱荣祖等人采用遗传算法和ArcGIS软件对木材物流中心选址进行研究[10]，中南林业科技大学王忠伟、任豪祥等人通过建立网络模型对林产品物流中心规划选址优化问题进行了研究[12]，为木材物流中心选址开辟了先河。然而，木质林产品中心选址是一个系统的问题，也是具有区域布局特点的工作，所以在研究林产品物流中心选址会是研究生的一个研究方向。

(3)林产品物流成本管理

由于林产品物流线路长、节点多、标准不统一，所以导致物流成本增加，因此优化物流成本可以提升更大的利润空间，增加产品市场竞争力。张淇凯等人采用AHP与TOPSIS法对林产品生产过程中的物流成本方案进行选择[13]；曲思等人针对林产品供应链管理中的协同运输问题，开展了成本分配模式研究[14]。但是，目前对林产品物流成本的研究还很少，研究还不够深入，只是基于宏观层面分析，具体面向某一类林产品的物流成本分析还较少，这可能是研究生的一个研究方向。

(4)林产品物流装备

林产品物流装备是直接作用在林产品的采集、运输、保存和流通中的专用设备，目前关于林业装备和物流装备的样式很多、专业性也很强，但是林产品物流装备很少，自动化程度也不高。所以在林产品的物流装备的研发方面将会是研究生的一个研究方向。研究生可在林产品质量检测、包装、仓储、运输、分拣和定位系统等方面进行装备研发。

(5)物流信息采集与追溯技术

当前木质林产品的采购(采伐)、运输和储存还属于一种粗放式的方式，信息化程度不高，尤其在信息采集方面，这也导致了林产品管理混乱的现象。以原木采伐为例，从山上楞场到林区的贮木场的过程，木材的信息目前并不进行采集，这就导致在此过程中出现木材丢失或监守自盗的情况，所以采用现代林产品管理方法显得尤为重要，物流信息采集与追溯技术的应用可以解决这一问题。采用条形码、RFID和3S等技术对林产品信息进行存储和跟踪，并通过采集器对信息进行采集，建立信息平台，对林产品进行跟踪溯源监测，这些都将是研究生的研究方向。

2.2 林果类林产品保鲜与冷链技术

本文所提及林果类林产品主要指森林干果(如红松籽、大榛子)和森林水果(如蓝莓、树莓等)。该类林产品具有丰富的营养价值和保健价值，越来越受到人们的喜欢，据可查数据显示，2010年我国榛子产量达到69 839 t，同比上年增长了14.58%；松籽为名贵树种红松的种子，2011年松籽产量105 628 t；蓝莓含有丰富的营养成分，它不仅具有良好的营养保健作用，还具有防止脑神经老化、强心、抗癌软化血管、增强人机体免疫等功能。大兴安岭地区是蓝莓主要产地，目前以初具加工规模，2011年，蓝莓加工业实现产值共计2.3亿元，预计到2015年，产量达到1.6～2.4万t；树莓在国内外人们的食物营养中占有重要地位，树莓浆果所含的各种营养成份易被人体吸收，具有促进对其他营养物质的吸收和消化，改善新陈代谢、增强抗病的作用。目前，树莓在东北、华东、西南和西北地区的20余个省区市已开始人工种植。全国树莓种植面积已发展到18万亩，产量达到3.6万t。巨大的需求以及逐渐增加的产量，预示着该林果类产品贸易量将越来越大，但此类产品具有易潮易腐的特点，所以在储存和运输过程中的保鲜和储存技术将非常重要，像蓝莓和树莓这样的浆果对温度和湿度都比较敏感，所以在保鲜和储存方面应尤为重视。对此类产品的研究应着眼于浆果收集保存技术、浆果保鲜技术及机理、保鲜包装技术、冷链运输、干果干燥技术、浆果保鲜加工工艺、区域林果产品的储存和保鲜技术的研究上。目前国内对此类产品在这方面的研究还很少，尤其是在保鲜机理和保鲜技术的研究方面还处于起步阶段[15]，所以研究生应加大在此方向的研究。

2.3 林产品贸易与政策研究

林产品进出口贸易量逐年增加，带来了可观的外汇收入，但随着国际政策变化，林产品进出口贸易也面临着越来越大的挑战。如金融危机、WTO、森林认证和汇率变化等均影响林产品进出口交易。另外，近年来我国林产品进出口国也在发生转变，例如木材进口贸易逐渐从对俄、马来西亚和加蓬等国家转变为对美、大洋洲进口，这些都与林产品贸易政策的转变有关。目前，关于已有一些关于林产品贸易和政策的研究，但随着全球贸易一体化的进展，新的贸易问题和政策还会出现，所以这方面的研究会一直持续进行，所以这也将是两个专业研究生的一个有价值的研究方向。

2.4 林业物联网技术

由于林业踏查和偏远地区的外业艰苦性，采用互联网技术对林业资源、环境、火灾和保护区保护等进行检测和数据分析具有巨大的意义，目前“物联网”在全世界刚刚兴起，林业物联网技术还处于起步阶段，这正是一个具有广阔潜力的研究方向。目前，普遍认为林业物联网技术包括图1所示的感知层、传输层和应用层三个方面[15]。

在感知层中传感器的应用非常广泛，但利用到野外工作的传感器的适应性和对林业对象的适应性还有待加强和提高；在传输层中，数据接口技术是可研究的方向；在应用层中，每一个方向都具有很高的研究价值。另外，在林业物联网标准制定、林业物联网资源网格技术、林业数据挖掘技术方面也具有极高的研究价值。

图1 林业物联网技术结构图

3 培养计划与方案

根据林产品的诸多研究方向，在研究生的培养计划和培养方案制定方面应进行相应的调整，主要体现在课程设置和实验室建设方面。

3.1 课程设置

研究生跨学科交叉培养应考虑到专业基础知识缺乏的问题，如物流工程的学生对林业工程的专业了解很少，如对木材采伐、运输、储存以及林材加工技术等知识不了解，导致无法快速进入到研究中来，所以要加强他们对林业工程基础课程的学习，导师要做好选课的引导工作。表1是两个专业选课建议表。

3.2 实验室建设

实验室是研究生进行科研的场所，完备的实验条件是取得科研成果必不可少的条件，所以应为两个专业的研究生提供必要的实验条件。表2为实验室建设方案。

表1 专业选课建议表

4 结 论

研究生跨专业交叉培养可以实现学科间互补，解决重大的工程和生命科学问题。本文提出了物流工程与林业工程学科交叉培养的想法，探讨了学科交叉的研究方向，得出木质林产品物流、林产品保鲜与冷链物流、林产品物流贸易与政策、林业互联网技术会是比较有意义与发展潜力的研究方向。最后根据研究方向，给出了两个专业需开设的基础课和必修课建议，并对实验室建设提出了建设方向，期望对物流工程与林业工程两个学科的研究生交叉培养起到起到一定的指导作用。

表2 实验室建设方案

【参 考 文 献】

[1] 中华人民共和国商务部.中国2011年林产品贸易额达到1200多亿美元[EB/OL].http：//www.mofcom.gov.cn/aarticle/resume/n/201211/20121108440782.html

[2] 李 超，刘兆刚，李凤日.我国非木质林产品资源现状及其分类体系的研究[J].森 林 工 程，2011，27(5)：1-7.

[3] 张忠田，罗信坚，胡娜娜，等.中国主要林产品进出口贸易分析[J].林业经济，2012(8)：29-35.

[4] 王晓松，吴 燕.我国林产品物流问题探讨[J].中国林业企业，2005(7)：5-7.

[5] 王永富.构建林产品现代物流体系对策研究[J].中国物流与采购，2011(22)：76-77.

[6] 王永富.基于市场导向的广西木材物流服务体系构建[J].物流技术，2013，32(6)：67-69.

[7] 林 敏，刘勇彪.基于层次分析法的林产品物流绩效评价[J].物流工程与管理，2010，32(2)：42-48.

[8] 林 敏，刘勇彪，易立云.林产品物流绩效评价指标体系的构建[J].物流技术，2010(4)：23-25.

[9] 王忠伟，宋雨屏.动态环境下林产品物流网络模型研究[J].物流技术，2012，31(8)：240-242.

[10] 邱荣祖，林雅惠，钟聪儿.基于 ArcGIS 的木材物流中心选址[J].林业科学，2010，46(6)：113-117.

[12] 王忠伟，任豪祥，庞 燕.林产品物流中心规划选址优化[J].中国物流与采购，2009(1)：66-67.

[13] 张淇凯，文 冰，王 见.基于AHP与TOPSIS法的林产品生产过程中的物流成本方案选择[J].中国林业经济，2012(2)：9-12.

[14] 曲 思，王忠伟.林产品企业间协同运输的成本分配模式研究[J].中南林业科技大学学报，2013，33(3)：107-111.

[15] 郭 兴，李滇华，张 巍，等.对小兴安岭野生及栽培蓝莓品种花青素提取条件的优化[J].森林工程，2013，29(6)：21-24.

[15] 卢书海，刘 帅，李建军，等.物联网关键技术及其在林业中的应用[J].中南林业科技大学学报，2012，32(11)：181-185.